Superstring nadharia lugha maarufu kwa Dummies

Superstring nadharia, kwa lugha ya maarufu, ni ulimwengu kama seti ya vibrating kuachwa ya nishati - masharti. Wao ni msingi wa asili. Nadharia tete inaeleza mambo mengine - tando. vitu vyote katika ulimwengu wetu lina mitikisiko ya masharti na tando. matokeo ya asili ya nadharia ni maelezo ya mvuto. Hii ndiyo sababu ya wanasayansi wanaamini kwamba ina muhimu kwa kuunganisha mvuto kwa mwingiliano nyingine.

dhana ni maendeleo

nadharia ya uwanja wa umoja, superstring nadharia - rena hisabati. Kama dhana zote za kimwili, msingi wake ni milinganyo inaweza kutafsiriwa kwa njia fulani.

Leo, hakuna mtu anajua nini hasa itakuwa toleo la mwisho la nadharia hii. wanasayansi una wazo badala ya utata wa mambo yake ya kawaida, lakini hakuna bado kuja na equation ya mwisho itakuwa zilianza yote ya nadharia na majaribio superstring bado kuwa na uwezo wa kuthibitisha kama (ingawa kustahimili sana). Fizikia ya kuundwa toleo rahisi ya equation, lakini hadi sasa haina kabisa kueleza ulimwengu wetu.

Superstring nadharia kwa Kompyuta

Katika nadharia tete juu ya mawazo matano.

1. Superstring nadharia anatabiri kwamba vitu vyote vya ulimwengu wetu umeundwa kwa vibrating kuachwa ya nishati na utando.
2. Yeye anajaribu kupatanisha relativity ujumla (mvuto) na quantum fizikia.
3. Superstring nadharia itakuwa kuunganisha wote wa majeshi ya msingi ya ulimwengu.
4. Dhana hii anahisi uhusiano mpya, supersymmetry, kati ya aina mbili tofauti kimsingi wa chembechembe, bosons na fermions.
5. dhana inaeleza idadi ya ziada, vipimo kawaida hauonekani ya ulimwengu.

Strings na tando

Wakati nadharia akaondoka katika miaka ya 1970, kuachwa nishati ndani yake yalionekana 1-dimensional vitu - masharti. neno "one-dimensional" inaonyesha kwamba kamba ina tu mwelekeo mmoja, na urefu, kinyume na, kwa mfano, mraba, ambayo ina urefu na urefu.

Hizi nadharia superstring hugawanya katika aina mbili - imefungwa na wazi. Open kamba ina vidokezo ambayo si katika kuwasiliana na kila mmoja, wakati kamba kufungwa ni kitanzi bila ncha wazi. Matokeo yake, ilibainika kuwa masharti haya, masharti kuitwa aina ya kwanza, wazi aina 5 ya msingi ya mwingiliano.

Ushirikiano ni msingi uwezo masharti ya kuungana na kushiriki tips yao. Tangu mwisho wa masharti ya wazi inaweza kuja pamoja na kuunda imefungwa, haiwezekani kujenga nadharia ya superstrings, si ikiwa ni pamoja na kamba looped.

Hii ilibainika muhimu kama masharti imefungwa na mali ambayo inaaminika fizikia ambayo inaweza kuelezea mvuto. Kwa maneno mengine, wanasayansi waligundua kwamba nadharia superstring, badala ya kueleza jambo chembe unaweza kuelezea tabia zao na nguvu ya mvuto.

Miaka mingi baadaye iligundulika kuwa, pamoja na masharti, na mambo mengine muhimu ya nadharia. Wanaweza kuonekana kama karatasi au brane. Strings inaweza kuwa zinatokana na wao moja au pande zote mbili.

quantum mvuto

Kisasa fizikia ina mbili sheria kuu ya kisayansi: nadharia ya jumla ya relativity (GR) na quantum. Wao kuwakilisha shamba tofauti kabisa ya sayansi. fizikia inahusika Quantum kwa chembe tiniest ya asili na GTR, kama sheria, inaelezea hali ya ukubwa wa sayari, nyota na ulimwengu kwa ujumla. Nadharia kwamba kujaribu kuchanganya yao, inaitwa nadharia ya quantum mvuto. kuahidi wa haya sasa ni kamba.

C. thread uhusiano na tabia ya mvuto. Hasa, waliyo nayo mali Graviton chembe kusafirisha mvuto kati ya vitu.

kujiunga na vikosi vya

String nadharia majaribio ya kuunganisha nguvu minne - umeme, nguvu na dhaifu vikosi nyuklia, na mvuto - katika moja. Katika dunia yetu, wazi wenyewe kama matukio manne tofauti, lakini kamba nadharia wanaamini kwamba katika ulimwengu wa mapema, wakati kulikuwa na ngazi incredibly juu ya nishati, yote vikosi hivi ilivyoelezwa na masharti, mazungumzo na kila mmoja.

supersymmetry

chembe wote ulimwenguni inaweza kugawanywa katika aina mbili: bosons na fermions. String nadharia anatabiri kwamba kuna uhusiano baina yao, unaojulikana kama supersymmetry. Kama supersymmetry kwa kila boson na fermion lazima kuwepo kwa kila fermion - boson. Kwa bahati mbaya kimajaribio kuwepo kwa chembechembe kama si kuthibitishwa.

Supersymmetry ni uhusiano wa hisabati kati ya mambo ya milinganyo ya kimwili. Yeye alionekana katika eneo tofauti ya fizikia na matumizi yake imesababisha renaming ya nadharia ya supersymmetry kamba (au nadharia superstring, katika lugha maarufu) katikati ya 1970.

Moja ya faida za supersymmetry ni kwamba kwa kiasi kikubwa simplifies equation, kuruhusu kuondokana baadhi variables. Bila supersymmetry milinganyo kusababisha utata kimwili, kama vile thamani usio na imaginary viwango vya nishati.

Kwa kuwa wanasayansi si kuzingatiwa chembe ilivyotabiriwa na supersymmetry, bado ni nadharia tete. Fizikia wengi wanaamini kuwa sababu ya hii - haja ya kiasi kikubwa cha nishati, ambayo ni kuhusishwa na uzito maarufu wa Einstein equation E = mc ^2. chembe hizo zinaweza kuwepo katika ulimwengu wa mapema, lakini kama baada ya kupoa chini, na baada ya Big Bang, kueneza nishati, chembe hizi wakiongozwa na viwango vya chini ya nishati.

Kwa maneno mengine, masharti kutetema chembe kama juu ya nishati waliopotea nishati kutakutia mambo na vibration ya chini.

Watafiti Inatarajiwa kuwa unajimu uchunguzi au majaribio na accelerators chembe kuthibitisha nadharia, kutambua baadhi ya vipengele supersymmetric na nishati ya juu.

vipimo ziada

Nyingine hisabati Umuhimu wa nadharia kamba ni kwamba mantiki katika dunia, idadi ya vipimo ni zaidi ya tatu. Hivi sasa, kuna maelezo mawili kwa ajili ya hii:

1. vipimo ya ziada (sita kati yao) kuwa folded, au, kwa maneno ya nadharia kamba compactified na ukubwa incredibly ndogo, na kujua nani kamwe kufanikiwa.
2. Sisi tulikuwa kukwama katika brane 3-dimensional, na vipimo vingine upana nje ya hilo na si kwa ajili yetu.

eneo muhimu ya utafiti kati ya nadharia ni Modeling hisabati ya jinsi nafasi hizi za ziada inaweza kuunganishwa yetu. Matokeo ya hivi karibuni kutabiri kwamba wanasayansi hivi karibuni kuwa na uwezo wa kuchunguza vipimo hivi ziada (kama yapo) katika majaribio ujao, kama wanaweza kuwa zaidi ya hapo awali ilivyotarajiwa.

uelewa wa makusudi

Lengo walitaka na wanasayansi kuchunguza superstrings - "nadharia ya kila kitu", yaani moja ya kimwili nadharia tete kuwa katika ngazi ya msingi inaeleza kila hali halisi ya kimwili ... Kama mafanikio, inaweza kufafanua maswali mengi kuhusu muundo wa ulimwengu wetu.

Maelezo ya jambo na wingi

Moja ya kazi kuu ya utafiti wa kisasa - kutafuta ufumbuzi wa chembe ya kweli.

String nadharia alianza kama dhana kuelezea chembechembe kama vile hadrons, mbalimbali ya nchi ya juu vibrational ya masharti. Katika misombo kisasa zaidi, jambo, aliona katika ulimwengu wetu ni matokeo ya vibration ya masharti na tando na nishati ya chini. mitikisiko kuzalisha chembe zaidi juu ya nishati, ambayo ni sasa katika ulimwengu wetu hazipo.

wingi wa haya chembe ya msingi ni dhihirisho la jinsi masharti na tando compactified amefungwa katika vipimo zaidi. Kwa mfano, katika rahisi wakati wao ni folded katika sura ya donut, aitwaye wanahisabati na Fizikia torus kamba inaweza kufungia fomu hii kwa njia mbili:

• short kupitisha kwenye kituo cha torus,
• muda mrefu kitanzi kuzunguka mduara mzima wa nje wa torus.

short kitanzi ni nyepesi chembe, na zaidi - kali. Wakati kufungia kamba kuzunguka toroidal compactified kupima malezi ya vipengele mpya na raia tofauti.

Superstring nadharia ufupi na kwa uwazi, tu na elegantly anaelezea mpito urefu katika molekuli. Kuanguka kipimo ni torus vigumu sana, lakini kimsingi wao pia kazi.

Inawezekana, ingawa ni vigumu kufikiria kwamba kamba Wraps torus katika pande mbili kwa wakati mmoja, na hivyo kusababisha chembe nyingine na habari mbalimbali. Tando pia kufungia vipimo ziada, kuunda nafasi za zaidi.

Ufafanuzi wa nafasi na wakati

Katika matoleo mengi ya superstring nadharia ya collapses kipimo, kuwafanya hauonekani katika ngazi ya sasa ya maendeleo ya teknolojia.

Kwa sasa si wazi kama kamba nadharia kinachoweza kuelezea asili ya msingi ya nafasi na wakati, kuliko Einstein. Ni vipimo ni kuongezeka kwa mahusiano ya masharti na uhuru maana halisi ya kufanya hivyo.

Tunatoa maelezo, si kabisa kukamilika, kuhusiana na uwasilishaji wa nafasi ya wakati kama derivative ya jumla ya ushirikiano wote kamba.

Mbinu hii haikidhi maoni ya baadhi Fizikia ambao umesababisha upinzani wa nadharia tete. Competitive nadharia ya kitanzi quantum mvuto kama hatua ya mwanzo kwa kutumia quantization wa nafasi na muda. Baadhi ya watu wanaamini kwamba hatimaye itakuwa tu njia tofauti yote ya huo nadharia ya msingi.

Quantization ya mvuto

mafanikio kuu ya nadharia tete hii, kama kuthibitishwa, itakuwa nadharia quantum ya mvuto. Maelezo kwa sasa ya mvuto katika relativity ujumla ni kinyume na quantum fizikia. Mwisho, kuweka vikwazo juu ya tabia chembe ndogo, wakati wa kujaribu kuchunguza ulimwengu katika kiwango kidogo sana husababisha utata.

kuunganisha nguvu

Hivi sasa, Fizikia wanajulikana nne vikosi vya msingi: mvuto, umeme, wanyonge na wenye nguvu ya nyuklia mwingiliano. Kutoka nadharia kamba ni ina maana kwamba kila wao mara moja walikuwa maonyesho ya moja.

Kwa mujibu wa nadharia tete hii, kama ulimwengu mapema kupozwa baada bang kubwa, ni mwingiliano single ilikuwa umegawanyika katika uendeshaji mbalimbali leo.

Majaribio na nishati ya juu milele kuruhusu sisi kupata muungano wa vikosi vya hivi, ingawa majaribio hayo ni mbali zaidi ya maendeleo ya sasa ya teknolojia.

chaguzi tano

Baada superstring mapinduzi mwaka 1984, maendeleo yaliyofanyika katika kasi feverish. Matokeo yake, dhana badala ya moja akageuka tano, iitwayo aina I, IIA, IIB, HO, HE, ambapo kila kitu karibu kabisa inaeleza ulimwengu wetu, lakini si mwisho.

Fizikia, kugusa toleo la nadharia kamba katika matumaini ya kupata kweli wote formula, iliyoundwa 5 variants tofauti ya kujitegemea. Baadhi ya mali zao kutafakari hali halisi ya kimwili ya dunia, wengine walikuwa si kweli.

M-nadharia

Katika mkutano mwaka 1995, mwanafizikia Edward Witten alipendekeza suluhisho ujasiri kwa nadharia tano. Kulingana na ugunduzi wa hivi karibuni wa uwili, wote kuwa kesi maalum ya dhana moja ya kina kuitwa Witten M nadharia ya superstrings. Moja ya dhana muhimu ikawa brane (abbreviation wa utando), vitu ya msingi ya kuwa na mwelekeo zaidi ya mmoja. Ingawa mwandishi hana inayotolewa toleo kamili, ambayo si hivyo mbali, M nadharia ya superstrings ufupi lina makala yafuatayo:

• 11 mwelekeo (10 pamoja na 1 ya anga muda mwelekeo);
• pande mbili, ambayo kusababisha nadharia tano akielezea huo ukweli kimwili;
• tando - masharti, pamoja na zaidi ya 1 kipimo.

uchunguzi

Matokeo yake, badala ya moja kulikuwa na 10 ⁵⁰⁰ maamuzi. Kwa baadhi ya Fizikia ni chanzo cha mgogoro, wakati wengine alichukua kanuni anthropic, inayoelezea tabia za ulimwengu pamoja na kuwepo wetu ndani yake. Bado ni kutarajiwa, wakati nadharia kutafuta njia nyingine ya navigate nadharia superstring.

Baadhi tafsiri kusema kwamba dunia yetu si moja tu. radical matoleo ya hivi kuruhusu kuwepo kwa idadi ya usio wa universes, ambayo baadhi zilizo na nakala halisi ya yetu wenyewe.

nadharia Einstein anahisi kuwepo kwa nafasi kupunguzwa, ambayo inaitwa wormhole au Einstein-Rosen daraja. Katika hali hii tovuti miwili kijijini kuhusishwa short kifungu. Superstring nadharia inaruhusu si tu kwamba, lakini pia uhusiano wa pointi kijijini ya dunia sambamba. Unaweza hata kuhama kati ya universes sheria mbalimbali za fizikia. Hata hivyo, uwezekano chaguo, wakati nadharia quantum ya mvuto kufanya kuwepo kwake haiwezekani.

Fizikia Wengi wanaamini kwamba kanuni holographic, wakati taarifa zote zilizomo katika nafasi kiasi, inalingana na taarifa iliyoandikwa juu ya uso, kuruhusu ufahamu zaidi kuhusu dhana ya kuachwa madaraka.

Baadhi ya watu wanaamini kwamba nadharia superstring inaruhusu vipimo mbalimbali ya muda, kusababisha inaweza kuwa safari kwa njia yao.

Aidha, katika mfumo wa nadharia tete kuna mbadala kwa Big Bang mfano, kulingana na ambayo ulimwengu wetu ilikuwa ni matokeo ya mgongano kati ya tando mbili na hupitia mzunguko mara kwa mara ya viumbe na uharibifu.

hatma ya mwisho ya ulimwengu daima inamilikiwa madaktari, na toleo la mwisho la nadharia kamba inaweza kusaidia kuamua wiani wa mambo na cosmological mara kwa mara. Kujua maadili haya, cosmologists utakuwa na uwezo wa kuamua kama ulimwengu kuogopa mpaka, mpaka hulipuka, kila kuanza tena.

Hakuna mtu anajua matokeo ya nadharia ya kisayansi, kwa muda mrefu kama itakuwa si kuendelezwa na kufanyiwa majaribio. Einstein, kuandika equation E = mc ^2, hawakuwa wanatarajia kwamba kusababisha kuibuka kwa silaha za nyuklia. watengenezaji wa quantum fizikia hakujua kwamba itakuwa msingi wa laser na transistor. Na ingawa bado haijafahamika nini mapenzi kama dhana rena nadharia, historia inaonyesha kwamba hakika kupata kitu ajabu.

Kwa taarifa zaidi kuhusu nadharia hii inaweza kupatikana katika kitabu Endryu Tsimmermana "Super String Theory for Dummies".